公路隧道工程中软弱围岩施工技术

公路隧道工程中软弱围岩施工技术俞晓东浙江省隧道工程公司浙江杭州310012摘要：随着我国公路路网的完善，建设标准的提高，隧道建设规模和技术水平也踏上了一个新的台阶。然而，软弱围岩隧道坍方、作业人员伤亡等事故却时有发生，隧道建设的安全现状无法与当前的形势相适应。在隧道施工过程中可能会遇到软弱围岩，软弱围岩的施工难度大，会让技术人员和施工人员在工作中感到巨大的压力。软弱围岩是整个隧道施工中的重点和难点。基于此，文章对公路隧道工程中软弱围岩的施工技术进行分析，以供参考。关键词：公路隧道工程；软弱围岩；施工技术；措施一、隧道软弱围岩常见病害1隧道形变程度较为明显，夹杂数据波动的区域在掌子面附近20～30m的段落中，此外，在发生形变的一段时间内，形变发展呈加快趋势2早期开挖过程中，掌子面出现少量渗水，一段时间或降雨后渗水情况加剧，支护结构随之发生大范围沉降3形变区出现较大沉降，随即出现收敛4隧道拱顶或边墙出现裂缝5围岩形变区域出现环向开裂6收敛最大处上的工字钢架出现扭曲变形，支护结构开裂，伴随混凝土脱落7形变时间久，据测量得知，隧道在实施衬砌施工前始终没有处于稳定状态。二、控制围岩变形措施在施工中一定要在地质资料详实的基础上科学分析并加上超前预报，才有可能避免事件发生。在软弱围岩中，支护结构和围岩共同构成了承载的支护体系，而控制围岩发生形变的关键就在于对支护体系的利用。在隧道施工过程中应重视前方封堵及后方加固，以对塌方区域进行合围，从而有效地避免塌方恶化，提高施工安全性。开挖创造条件，有利于控制先行和后期围岩、支护变形，隧道开挖后应及时进行初期支护，包括喷射混凝土、锚杆、钢拱架等，从而有效地对围岩变形情况进行控制。另外施工过程中还应尽量减少开挖的断面及跨度，以有效地对围岩及支护变形情况进行控制，避免塌方。并且，对于软弱围岩地段应保证掌子面有足够的稳定性，可通过对拱顶超前支护、稳定拱脚的锁脚锚管等进行维护的方式提高其稳定性。在对支护结构进行设计时应确保其可更好地进行支护结构封闭，且应有利于整体稳定的封闭环状结构形成，进而尽可能减小支护自身变形。此外，还可利用超前支护方式，这种支护方式主要利用超前小导管，在隧道施工中，支护前方围岩，加固周边地层，利用双层小导管加固松散地段，进而有效扩大加固圈范围。三、公路隧道工程中软弱围岩施工技术1超前小导管注浆这一技术在对隧道进行开挖之前，就将带孔小导管打入处于掌子面前方的拱部围岩内，再将浆液注进去，等浆液胶结凝固之后，可以形成加固圈，对拱部围岩进行加固，为接下来的开挖作业提供安全的保障。因此，对围岩进行超前小导管注浆，可以实现围岩拱顶稳定性的有效提高，在一些软弱围岩浅埋地段、卵石、砂质土以及断裂破碎带等地质区，都可以采用项加固技术。而这项加固技术施工需要注意一些事项，比如，要对围岩表面进行清理；根据规定的仰角钻孔进行钻取，并且钻取长度要符合规定；插入注浆管时，其孔口需要密封好，保持密实性，以免出现泄漏，若无法避免泄漏，则应该采用合适注浆材料来进行注入，或者采用其他合适的辅助工法；当注浆凝结硬化之后，采用专用泵将注浆材料注进去；要注意注浆材料的温度与施工过程中的气温都会对注浆材料产生的反应产生较大影响，在对材料进行保管时，就要做好相关温度管理；当孔壁无法自稳的时候，适宜用自钻式锚杆来施工。2.管棚注浆施工技术这项技术即是将钢管以比较小的外插角顺着隧道开挖的轮廓外钻孔打入地表以下的内部，并且和钢拱架相互组合而成为棚架预支护加固体系，其强度得到良好改善，可以为管棚上部带来的荷载提供支撑。向钢管孔口注浆，可以在地层内部形成更好的自稳能力。在使用这一技术时，需要注意的是，其适用的围岩特征包括以下特点：第一，围岩压力来得快而且大；第二，对围岩变形问题、地表沉降问题都有严格控制要求的软弱围岩隧道工程以及破碎围岩隧道工程。3.水平旋喷注浆施工技术这项技术主要是采用专用机械钻孔，以规定速度对钻杆进行回转，使用超高压泵对钻杆的前端喷射固化水泥，并且对围岩进行切削，形成改良体围岩。当改良体形成之后，其强度会逐步上升，需要在施工中注意围岩在这个时间段内的变形状况。改良体的直径应该根据地质条件来考虑，一般为30厘米-1.5米。围岩条件不一样，其改良体直径也不一样，需要在实际施工前进行试验，以明确其直径规格。这一技术主要是在还没开挖的围岩内进行喷射流体搅拌工作，自稳性不足，需要在施工中结合实际的围岩条件确定掘进速度及步骤，避免出现先行位移的问题。4.控制拱脚下沉施工技术1)要向支护脚部增加喷混凝土，以连续性地将应力从连接部位传到临时仰拱上2)施工后，需要注意对养护材料的监理，在合理的养护时间内保证施工机械安全性，并且避免对临时仰拱带来的破坏损伤3)拆除临时仰拱时，应该在拆除之前就对其围岩进行改良，增大其岩体强度，减小已经收敛的下半断面脚部下沉在再次出现时带来的压力以及水平收敛的压力。5.控制地表下沉的施工技术1)地表旋喷桩加固施工技术这个技术即是通过地表钻孔后的孔眼将高压浆液以及高压风以旋转喷射的方式注入岩体，实现就地造桩以及加固地基的施工技术。对于浅埋隧道所处地段而言，这种技术有利于提高围岩整体性，在一定程度上降低地表沉降可能性，从而避免塌方问题的出现。2)地表垂直锚杆补强技术。这个技术即是在进行隧道开挖之前，对地表进行垂直方向的钻孔，直径可以为100毫米左右，并且插入钢筋，使用砂浆来进行全面锚固，锚杆直径范围可以位于25毫米和300毫米之间，形成砂浆主体，为围岩增大强度，使得隧道围岩松弛度下降，避免地表下沉，还可以维持掌子面的稳定性。结束语总而言之，软弱围岩隧道施工应根据围岩实际情况，工程实际进程，合理安排施工方法和技术。另外，我们应加强对隧道开挖设备、支护材料、施工技术上的研究开发力度，以促进软弱围岩隧道施工水平的不断提升。参考文献[1]曾宏飞.软弱围岩浅埋偏压四车道公路隧道安全施工技术研究[D].西南交通大学,2015.[2]仲崇海.软弱围岩大断面隧道台阶法施工技术参数研究[D].北京交通大学,2014.